多工具联动控制机械加工技术

摘 要：为了能够显著地提高产品加工效率，制造行业会通过降低产品成本、增强企业的竞争力等手段来实现。基于一种多工具联动控制机械加工技术的提出，研究发明各种机床并各自应用于各种企业的实际加工。数控机床是自动且附有程序控制系统的机床，它的出现促进了制造行业的发展。人力劳动终被机械设备所取代，提高了经济效益的增长速度。在机械加工行业的发展历程下，企业提高了对数控机床性能的要求，为了满足这个需求，数控机床的稳定性、可靠性就必须有所保证。

关键词：数控机床；机械加工；制造行业

1 概述

近些年来，为了使产品在加工时的效率能够有效的提高，制造行业会通过降低产品成本、增强企业的竞争力等手段。数控机床的控制系统使机械加工制造行业的发展有了保障，并且能够通过机床的拉制使多轴联动加工，从而满足了生产机械加工的需求，使加工效率提高。1952年第一台数控铣床的出现，在制造行业的效率方面产生了很大的优势，特别是在效率高的方面使企业得益，本文从两个方面来体现数控组合机床加工技术的高效发展：（1）采用工艺优

化、刀具路径优化、高速切削和刀具结构优化来大大加快单台机床的工作效率；（2）在加工工件的需求上，把数台数控机床组合使机床自动化。

2 机械制造技术的发展现状

制造行业给人们带来了灿烂的物质文明。衡量国家经济发展的重要音速是制造业的发达程度，制造行业在很多国家的经济发展中起到举足轻重的作用，全球的竞争和经济的发展给制造业带来了很多新的挑战。为了适应今天的制造业发展，企业需要满足市场更高的要求，企业若是能在市场中鹤立鸡群，就必须对机械加工技术进行创新，并為用户高效率的提供价格低、品质高、富有个性化的加工产品，这样让先进机械制造技术在用户和市场中能够赢得一片天地。

先进机械制造技术的主要特点：（1）包含机械科学、信息科学、系统科学、管理科学的一种综合学科；（2）以可持续发展、快捷制造、高效低成本为基本目标；（3）重视制造过程和体制的简洁合理化，管理与技术结合的全新的生产方式。

先进机械制造技术的主要发展趋势：（1）向高精度方向发展；

（2）向自动化、集成化、智能化方向发展；（3）特种化加工；（4）表面工程；（5）适应现代化社会、环境的可持续发展，节约资源的绿色制造化。而多工具联动控制机械加工技术是近代先进机械制造技术的一个重大发展和进步。

3 多工具联动控制机械加工技术的有关概论

3.1 多工具联动控制机械加工技术的含义

单工位多工具联动控制机械加工技术是基于某些曲面工件具有径向对称分布特征和回转特征特点下，在单一工位采用数个刀具同时进行的一种加工技术。而多工位多工具联动控制机械加工技术是基于一个工作台上存在的数个工位下，在其每个工位都才用单个刀具同时进行的一种加工技术。

3.2 多工具联动控制机械加工技术的优点

单工位多工具联动控制机械加工技术抛光特点有：灵活生产、刀具易规划、效率能大大提高等；因曲面工件具有径向对称分布特征和回转特征而使加工效率大大提高。多工位多工具联动控制机械加工技术抛光特点有：大批量生产性、控制简易性、高效性等。用这种方式加工可以一次加工输个工件，大大提高了加工效率，同步抛光数个工位，加工效率也会随着工位的增加而增加。专用磨具和工件分布对称，若要实现多工件和磨具同时运动，只需把单个磨具的刀具轨迹都规划好。加工数个工件可以用一台机床来完成，操作便易，工业生产可以实现大批量。

4 与多工具联动控制机械加工技术有关的工程应用

4.1 单工位多工具铝轮毂曲面机械抛光机床

抛光这道工序在铝合金汽车轮毂加工过程中很重要，这就需要无过抛变形、去除均匀的抛光表面材料，使其表面粗糙度提高到某值。但是因为代加工轮毂的表面很粗糙、形状很复杂、种类多和需要高效率等，国内电水壶和轮毂生产企业大都靠工人的经验来抛光。基于铝合金汽车轮毂其表面的特性，使用单工位多工具联动控制机械抛光可以大大加快了生产速度。

4.2 多工位多工具不锈钢电水壶机械抛光机床

为了精饰外观，不锈钢电水壶表面抛光在加工过程最后一步。但是抛光时，电水壶机械中大都是难抛光、形状各异、抛光质量和高效率需求的材料，使得现在电水壶机械抛光机床不能适合企业生产。但若要用人工进行电水壶抛光，则加工速度明显降低，抛光的质量也会不稳定，大大影响了电水壶行业的发展。抛光机床有三个工位可以一起抛光加工，加工时间缩短了2-3倍，工人的劳动力降低，产品的生产成本也会下降。专用磨具和工件分布对称，只需规划好单个磨具的刀具轨迹，工人就能快捷简单的操作。另外，机床上附带吸尘装置，可以控制加工环境，避免粉尘污染。

4.3 单工位和多工位多工具联动控制机械加工的关键技术

（1）设计多工具同时抛光并加工机床的结构。若加工机床的结构设计不合理，那么加工过程将会变得复杂，为了降低加工成本和保证产品质量，在机床的结构方面需要更加重视；（2）设计多工具姿态同时调节补偿器。在产品加工时，保证质量的关键是多工具同时协调，这就需要各个工具姿态相同。但是由于机床或工件会引起误差，造成不同时，则需要设计多工具姿态来调节补偿器；（3）设计多工位姿态同时调整装置。工件在制造时会发生旋转、移动等形式变化，多工位姿态由高度和角度构成，实现同步加工的手段就是调整装置让工件有合适的角度、高度和位置。

5 结束语

目前，单工位多工具铝轮毂曲面机械抛光机床和多工位多工具不锈钢电水壶机械抛光机床已经被企业生产利用，运行中的机床可靠平稳，基于抛光表面质量稳定，利用多工具联动控制机械加工技术抛光比人工抛光的效率增加了70%，和另外机械抛光方式比较有更大的优势。除此之外，多工具机床抛光会改善加工环境、使工人劳动力降低并减少污染，符合目前社会效应和经济利益。所以得出：多工具联动控制机械加工技术实用且高效。

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作者简介：陈建伟（1988-），男，河南安阳人，本科，助讲，研究方向：数控加工，机械设计制造及其自动化，加工中心编程操作与加工。